JP2020035855A - 積層コイル部品、及び、積層コイル部品の製造方法 - Google Patents

積層コイル部品、及び、積層コイル部品の製造方法 Download PDF

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知之 和田
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清恭 櫻田
由士行 太田
Yoshiyuki Ota
由士行 太田
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Abstract

【課題】直流抵抗を低くすることができる積層コイル部品を提供する。【解決手段】複数の絶縁層が積層されて構成されている素子本体10と、素子本体10の内部に埋設されたコイルであって、絶縁層間に設けられたコイル導体層52a〜52eにより構成されているコイルと、素子本体10の外表面に設けられ、コイルと電気的に接続された第1の外部電極及び第2の外部電極と、を備える積層コイル部品であって、積層方向に断面視したとき、素子本体の外側を向いたコイル導体層52a〜52eの端面が積層方向に沿って直線状であり、素子本体10の内側を向いたコイル導体層52a〜52eの端面が積層方向に対して傾斜又は湾曲している。【選択図】図5

Description

本発明は、積層コイル部品、及び、積層コイル部品の製造方法に関する。
積層コイル部品は、一般に、複数の絶縁層が積層されて構成されている素子本体と、上記素子本体の内部に埋設されたコイルであって、上記絶縁層間に設けられたコイル導体層により構成されているコイルと、上記素子本体の外表面に設けられ、上記コイルと電気的に接続された第1の外部電極及び第2の外部電極と、を備えている。
このような積層コイル部品は、例えば、絶縁層用のシートと、コイル導体層用のパターンとを積層して一体化した後、焼成し、得られた積層体の外表面に外部電極を形成することにより製造される。
積層コイル部品として、特許文献1には、磁性フェライト材で構成される磁性フェライト本体と、上記磁性フェライト本体の内部に、コイルを構成するように埋設してある内部導体であって、上記コイルの途中に対応する内部導体の少なくとも一部が、上記磁性フェライト本体の外部に露出するように配置してある内部導体と、を有するチップフェライト部品が開示されている。特許文献1には、上記内部導体の少なくとも一部が上記磁性フェライト本体の外部に露出する部分が、非磁性材料で被覆してあることが好ましいと記載されている。
特開2001−44039号公報
特許文献1に記載のチップフェライト部品では、コイルの途中に対応する内部導体の少なくとも一部が、磁性フェライト本体の外部に露出するように配置してあるので、少なくともその部分では開磁路構造となるため、直流重畳特性が向上するとされている。しかしながら、直流抵抗Rdcを低減するには充分ではなく、改善の余地があると言える。
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、直流抵抗を低くすることができる積層コイル部品を提供することを目的とする。本発明はまた、上記積層コイル部品の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の積層コイル部品は、複数の絶縁層が積層されて構成されている素子本体と、上記素子本体の内部に埋設されたコイルであって、上記絶縁層間に設けられたコイル導体層により構成されているコイルと、上記素子本体の外表面に設けられ、上記コイルと電気的に接続された第1の外部電極及び第2の外部電極と、を備える積層コイル部品であって、上記積層方向に断面視したとき、上記素子本体の外側を向いた上記コイル導体層の端面が上記積層方向に沿って直線状であり、上記素子本体の内側を向いた上記コイル導体層の端面が上記積層方向に対して傾斜又は湾曲している。
本発明の積層コイル部品の製造方法は、積層された複数の絶縁層と、上記絶縁層間に設けられたコイル導体層パターンとを含む、マザー積層体を作製する工程と、上記マザー積層体を切断することによって、積層された複数の絶縁層間に設けられたコイル導体層によりコイルが構成され、かつ、切断により現れた切断面に上記コイル導体層が露出した、未焼成の状態にある複数の積層体に分割する工程と、絶縁材料を用いて、上記コイル導体層が露出した上記積層体の上記切断面にサイドマージン部を形成する工程と、上記サイドマージン部が形成された積層体を焼成する工程と、を備える。
本発明によれば、直流抵抗を低くすることができる積層コイル部品を提供することができる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る積層コイル部品の一例を模式的に示す斜視図である。 図2は、図1に示す積層コイル部品を構成する素子本体の一例を模式的に示す斜視図である。 図3は、図2に示す素子本体を作製するために準備される積層体の一例を模式的に示す斜視図である。 図4は、図3に示す積層体の分解斜視図である。 図5は、図2に示す素子本体のA−A線断面図である。 図6は、素子本体の内側を向いた端面が積層方向に対して傾斜しているコイル導体層の一例を模式的に示す拡大断面図である。 図7は、素子本体の内側を向いた端面が積層方向に対して湾曲しているコイル導体層の一例を模式的に示す拡大断面図である。 図8は、素子本体の内側を向いた端面が積層方向に対して湾曲しているコイル導体層の別の一例を模式的に示す拡大断面図である。 図9は、1層の絶縁層上に2層のコイル導体層が重ねて設けられた例を模式的に示す断面図である。 図10A、図10B、図10C、図10D、図10E、図10F及び図10Gは、マザー積層体を得るために積層される絶縁シートの一例を模式的に示す平面図である。 図11A、図11B、図11C、図11D、図11E、図11F及び図11Gは、マザー積層体を得るために積層される絶縁シートの別の一例を模式的に示す平面図である。 図12は、切断されるコイル導体層パターンの一例を模式的に示す拡大断面図である。 図13は、切断されるコイル導体層パターンの別の一例を模式的に示す拡大断面図である。 図14は、図1に示す積層コイル部品を構成する素子本体の別の一例を模式的に示す斜視図である。 図15は、図14に示す素子本体を作製するために準備される積層体の一例を模式的に示す斜視図である。 図16は、図15に示す積層体の分解斜視図である。 図17は、図14に示す素子本体のB−B線断面図である。 図18は、本発明の第2実施形態に係る積層コイル部品の一例を模式的に示す斜視図である。 図19は、図18に示す積層コイル部品を構成する素子本体の一例を模式的に示す斜視図である。 図20は、図19に示す素子本体を作製するために準備される積層体の一例を模式的に示す斜視図である。 図21は、図20に示す積層体の分解斜視図である。 図22は、図19に示す素子本体のC−C線断面図である。 図23は、図18に示す積層コイル部品を構成する素子本体の別の一例を模式的に示す斜視図である。 図24は、図23に示す素子本体を作製するために準備される積層体の一例を模式的に示す斜視図である。 図25は、図24に示す積層体の分解斜視図である。 図26は、図23に示す素子本体のD−D線断面図である。
以下、本発明の積層コイル部品について説明する。
しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する個々の望ましい構成を2つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
以下に示す各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。第2実施形態以降では、第1実施形態と共通の事項についての記述は省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態毎には逐次言及しない。
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態に係る積層コイル部品では、積層方向が実装面に対して直交している。
図1は、本発明の第1実施形態に係る積層コイル部品の一例を模式的に示す斜視図である。
図1に示す積層コイル部品1は、素子本体10と、素子本体10の外表面に設けられた第1の外部電極21及び第2の外部電極22とを備えている。素子本体10の構成については後述するが、複数の絶縁層が積層されて構成されており、内部にコイルが埋設されている。
図1に示す積層コイル部品1及び素子本体10では、長さ方向、幅方向、高さ方向を、図1におけるL方向、W方向、T方向とする。ここで、長さ方向(L方向)と幅方向(W方向)と高さ方向(T方向)とは互いに直交する。
図2は、図1に示す積層コイル部品を構成する素子本体の一例を模式的に示す斜視図である。
図2に示すように、素子本体10は、直方体状又は略直方体状であり、長さ方向(L方向)に相対する第1の端面11及び第2の端面12と、幅方向(W方向)に相対する第1の側面13及び第2の側面14と、高さ方向(T方向)に相対する第1の主面15及び第2の主面16とを有する。
素子本体10は、角部及び稜線部に丸みが付けられていることが好ましい。角部は、素子本体の3面が交わる部分であり、稜線部は、素子本体の2面が交わる部分である。
図1では、第1の外部電極21は、素子本体10の第1の端面11の全体を覆うとともに、素子本体10の第1の側面13及び第2の側面14並びに第1の主面15及び第2の主面16の一部を覆っている。第2の外部電極22は、素子本体10の第2の端面12の全体を覆うとともに、素子本体10の第1の側面13及び第2の側面14並びに第1の主面15及び第2の主面16の一部を覆っている。
図3は、図2に示す素子本体を作製するために準備される積層体の一例を模式的に示す斜視図である。
後述するように、図2に示す素子本体10は、図3に示す積層体30の長さ方向(L方向)に相対する第1の端面31及び第2の端面32にサイドマージン部41及び42をそれぞれ形成し、さらに、積層体30の幅方向(W方向)に相対する第1の側面33及び第2の側面34にサイドマージン部43及び44をそれぞれ形成したものを焼成することにより得られる。
なお、図2に示す素子本体10においては、説明の便宜のために、積層体30に由来する部分とサイドマージン部41〜44の各々との境界が明瞭に図示されているが、このような境界は明瞭に現れなくてもよい。
図4は、図3に示す積層体の分解斜視図である。
図4に示すように、積層体30は、複数の絶縁層51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h、51i、51j及び51kが高さ方向(T方向)に積層されて構成されている。
したがって、図1、図2、図3及び図4では、高さ方向(T方向)が積層方向である。
絶縁層51d、51e、51f、51g及び51hの主面上には、コイル導体層52a、52b、52c、52d及び52eがそれぞれ設けられている。コイル導体層52a〜52eは、角張ったU字型であり、3/4ターンの長さを有している。
さらに、絶縁層51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h、51i、51j及び51kには、積層方向(図4ではT方向)に貫通するように、ビア導体53a、53b、53c、53d、53e、53f、53g、53h、53i、53j及び53kがそれぞれ設けられている。通常、絶縁層の主面上には、ビア導体と接続されるランドが設けられる。
以上のように、絶縁層51a〜51k間に設けられたコイル導体層52a〜52eと絶縁層51a〜51kを積層方向に貫通するビア導体53a〜53kとが接続されることにより、T方向に延在するコイル軸を有するコイルが構成される。
コイル導体層52a〜52eは、図3に示すように、積層体30の第1の端面31、第2の端面32、第1の側面33及び第2の側面34に露出する。
図2に示すように、積層体30の第1の端面31の全体を覆うようにサイドマージン部41が配置され、積層体30の第2の端面32の全体を覆うようにサイドマージン部42が配置されるため、コイル導体層52a〜52eは、素子本体10の第1の端面11及び第2の端面12には露出しない。同様に、積層体30の第1の側面33の全体を覆うようにサイドマージン部43が配置され、積層体30の第2の側面34の全体を覆うようにサイドマージン部44が配置されるため、コイル導体層52a〜52eは、素子本体10の第1の側面13及び第2の側面14には露出しない。
ビア導体53aは、図3に示すように、積層体30の第1の主面35に露出する。図2に示すように、サイドマージン部41及び44が配置されても、ビア導体53aは、素子本体10の第1の主面15に露出し、図1に示す第1の外部電極21と接続される。同様に、ビア導体53kは、図3に示すように、積層体30の第2の主面36に露出する。図2に示すように、サイドマージン部42及び44が配置されても、ビア導体53kは、素子本体10の第2の主面16に露出し、図1に示す第2の外部電極22と接続される。したがって、第1の外部電極21及び第2の外部電極22は、それぞれコイルと電気的に接続される。
図1に示す積層コイル部品1を基板上に実装する場合には、素子本体10の第1の主面15又は第2の主面16が実装面となる。したがって、図1に示す積層コイル部品1では、積層方向(図1ではT方向)が実装面に対して直交している。
図5は、図2に示す素子本体のA−A線断面図である。すなわち、図5は、図2に示す素子本体のLT断面図である。
図5に示すように、積層方向(T方向)に断面視したとき、素子本体10の外側を向いたコイル導体層52a〜52eの端面は、積層方向(T方向)に沿って直線状である。一方、素子本体10の内側を向いたコイル導体層52a〜52eの端面は、積層方向(T方向)に対して傾斜している。
本発明の第1実施形態に係る積層コイル部品においては、積層方向に断面視したとき、素子本体の外側を向いたコイル導体層の端面が積層方向に沿って直線状であり、素子本体の内側を向いたコイル導体層の端面が積層方向に対して傾斜又は湾曲していることを特徴としている。
本発明の第1実施形態に係る積層コイル部品は、後述の製造方法により製造することができる。後述の製造方法では、コイル導体層1層の最大幅aに対する最大厚みbの比(b/aの比)を大きくすることができる。したがって、積層コイル部品の直流抵抗Rdcを低くすることができる。
図6は、素子本体の内側を向いた端面が積層方向に対して傾斜しているコイル導体層の一例を模式的に示す拡大断面図である。
図6に示すコイル導体層52xは、断面形状が台形状であり、絶縁層51同士の境界に位置する下辺が対向する上辺よりも長くなっている。
図7は、素子本体の内側を向いた端面が積層方向に対して湾曲しているコイル導体層の一例を模式的に示す拡大断面図である。
図7に示すコイル導体層52yは、絶縁層51の主面方向における幅が絶縁層51同士の境界に位置する下辺の箇所で最大となっている。
図8は、素子本体の内側を向いた端面が積層方向に対して湾曲しているコイル導体層の別の一例を模式的に示す拡大断面図である。
図8に示すコイル導体層52zは、絶縁層51の主面方向における幅が絶縁層51同士の境界に位置する下辺以外の箇所で最大となっている。
本発明の第1実施形態に係る積層コイル部品において、コイル導体層1層の、絶縁層の主面方向における最大幅をa、積層方向における最大厚みをbとしたとき(図6、図7及び図8参照)、b/aの比は、0.5以上、2.0以下であることが好ましく、0.8以上、2.0以下であることがより好ましい。
b/aの比を大きくすることにより、積層コイル部品の直流抵抗Rdcを低くすることができる。
本発明の第1実施形態に係る積層コイル部品において、コイル導体層1層の、積層方向における最大厚みは、25μm以上、100μm以下であることが好ましく、40μm以上、100μm以下であることがより好ましい。
コイル導体層1層を厚くすることにより、積層コイル部品の直流抵抗Rdcを低くすることができる。
本発明の第1実施形態に係る積層コイル部品において、コイル導体層1層の、絶縁層の主面方向における最大幅は、12.5μm以上、200μm以下であることが好ましく、20μm以上、100μm以下であることがより好ましい。
コイル導体層1層の最大幅及び最大厚みは、以下の方法により測定される。
試料を垂直になるように立てて、試料の周りを樹脂で固める。このときLT側面が露出するようにする。
研磨機で試料のW方向の約1/2の深さで研磨を終了し、LT断面を露出させる。
研磨によるコイル導体層のだれを除去するために、研磨終了後、イオンミリング(日立ハイテク社製 イオンミリング装置IM4000)により研磨表面を加工する。
コイル導体層を走査型電子顕微鏡(SEM)で撮影し、得られた写真からコイル導体層の幅と厚みを測定する。測定は中央領域のコイル導体層について2ヶ所測定し、2ヶ所の平均を求め、コイル導体層の最大幅と最大厚みと定義する。
本発明の第1実施形態に係る積層コイル部品において、素子本体の外側を向いた複数のコイル導体層の端面と素子本体の外表面との間のサイドマージン部の厚み(図5中、Xで示す長さ)は、5μm以上、20μm以下であることが好ましい。
サイドマージン部を薄くすることにより、積層コイル部品を小型化することができる。
サイドマージン部の厚みは、以下の方法により測定される。
試料を垂直になるように立てて、試料の周りを樹脂で固める。このときLT側面が露出するようにする。
研磨機で試料のW方向の約1/2の深さで研磨を終了し、LT断面を露出させる。
サイドマージン部を走査型電子顕微鏡(SEM)で撮影し、得られた写真からサイドマージン部の厚みを測定する。測定は相対する端面のサイドマージン部について2ヶ所測定し、2ヶ所の平均を求め、サイドマージン部の厚みと定義する。
本発明の第1実施形態に係る積層コイル部品においては、1層の絶縁層上に、2層以上のコイル導体層が重ねて設けられていてもよい。
この場合、コイル導体層全体が厚くなるため、積層コイル部品の直流抵抗Rdcをさらに低くすることができる。
図9は、1層の絶縁層上に2層のコイル導体層が重ねて設けられた例を模式的に示す断面図である。
図9に示す素子本体10´では、各絶縁層上に2層のコイル導体層が重ねて設けられている例を示しているが、1層のコイル導体層が設けられた絶縁層が存在してもよい。また、1層の絶縁層上に設けられるコイル導体層の数は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
以下、本発明の第1実施形態に係る積層コイル部品の製造方法の一例として、図2に示す素子本体を備える積層コイル部品の製造方法について説明する。
まず、絶縁層となるべき絶縁シートを準備する。例えば、Ni−Zn−Cuフェライトからなる磁性体シートを準備する。
次に、絶縁シートの所定箇所にビア導体を形成する。具体的には、絶縁シートの所定箇所にレーザーを照射してビアホールを形成し、ビアホールにAgペースト等の導電性ペーストを充填する。
さらに、所定の絶縁シート上に、Agペースト等の導電性ペーストを用いて、スクリーン印刷等の方法によりコイル導体層パターンを形成する。
この際、コイル導体層パターンは、隣り合う積層体でコイル導体層同士が連続するように絶縁シート上に印刷されるか、隣り合う積層体でコイル導体層同士が離間するように絶縁シート上に印刷される。いずれにせよ、積層コイル部品1素子分に必要なコイル導体層の幅よりも大きい幅を有するコイル導体層パターンが印刷される。
なお、コイル導体層パターンが形成されていない領域にフェライトペースト等の絶縁性ペーストをコイル導体層パターンと同じ程度の厚みになるように印刷することが好ましい。この場合、コイル導体層パターンが形成されている箇所と形成されていない箇所との段差を解消することができる。
また、図9に示す形状となるように、コイル導体層パターンの印刷と段差解消のための絶縁性ペーストの印刷を繰り返してもよい。
その後、ビア導体やコイル導体層パターンが形成された絶縁シートを積層することにより、マザー積層体を得る。具体的には、絶縁シートを積層し、加温、加圧することで圧着することが好ましい。
図10A、図10B、図10C、図10D、図10E、図10F及び図10Gは、マザー積層体を得るために積層される絶縁シートの一例を模式的に示す平面図である。
図10A〜図10Gでは、得られるマザー積層体を切断するための切断線154及び155が示されている。
絶縁層51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h、51i、51j及び51kとなるべき絶縁シート151a、151b、151c、151d、151e、151f、151g、151h、151i、151j及び151kには、ビア導体53a、53b、53c、53d、53e、53f、53g、53h、53i、53j及び53kがそれぞれ形成されている。
さらに、絶縁層51d、51e、51f、51g及び51hとなるべき絶縁シート151d、151e、151f、151g及び151h上には、コイル導体層パターン152a、152b、152c、152d及び152eがそれぞれ形成されている。コイル導体層パターン152a〜152eは、隣り合う積層体でコイル導体層同士が連続するように絶縁シート151d〜151h上にそれぞれ設けられている。
図11A、図11B、図11C、図11D、図11E、図11F及び図11Gは、マザー積層体を得るために積層される絶縁シートの別の一例を模式的に示す平面図である。
図11A〜図11Gでは、得られるマザー積層体を切断するための切断線254及び255が示されている。
絶縁層51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h、51i、51j及び51kとなるべき絶縁シート251a、251b、251c、251d、251e、251f、251g、251h、251i、251j及び251kには、ビア導体53a、53b、53c、53d、53e、53f、53g、53h、53i、53j及び53kがそれぞれ形成されている。
さらに、絶縁層51d、51e、51f、51g及び51hとなるべき絶縁シート251d、251e、251f、251g及び251h上には、コイル導体層パターン252a、252b、252c、252d及び252eがそれぞれ形成されている。コイル導体層パターン252a〜252eは、隣り合う積層体でコイル導体層同士が離間するように絶縁シート251d〜251h上にそれぞれ設けられている。
上記の絶縁シートを積層する結果、積層された複数の絶縁シートと、絶縁シート間に設けられた複数のコイル導体層パターンと、絶縁シートを積層方向に貫通する1以上のビア導体とを含む、マザー積層体が得られる。
得られたマザー積層体をダイサー等で切断することによって、未焼成の状態にある複数の積層体に分割する。
例えば、図10に示す切断線154及び155、又は、図11に示す切断線254及び255に沿ってマザー積層体を切断することによって、9個の積層体に分割される。実際には、より多数の積層体に分割される。
図3及び図4に示したように、各積層体30は、積層された複数の絶縁層51a〜51k間に設けられた複数のコイル導体層52a〜52eと絶縁層51a〜51kを積層方向に貫通する1以上のビア導体53a〜53kとが接続されることによりコイルが構成される。積層体30の第1の端面31及び第2の端面32は、切断線154又は254に沿う切断によって現れた面であり、積層体30の第1の側面33及び第2の側面34は、切断線155又は255に沿う切断によって現れた面である。積層体30の第1の端面31、第2の端面32、第1の側面33又は第2の側面34には、コイル導体層52a〜52eが露出している。また、積層体30の第1の主面35にはビア導体53aが露出し、積層体30の第2の主面36にはビア導体53kが露出している。
図12は、切断されるコイル導体層パターンの一例を模式的に示す拡大断面図である。また、図13は、切断されるコイル導体層パターンの別の一例を模式的に示す拡大断面図である。
図12又は図13に示すように、コイル導体層パターン152又は252をスクリーン印刷すると、その断面は台形のような形状になる。
コイル導体層パターンの幅(絶縁シートの主面方向における幅)が大きくなるにしたがって、コイル導体層パターンを厚く印刷することが可能となる。そのため、図12又は図13に示すように、積層コイル部品1素子分の幅よりも大きい幅でコイル導体層パターン152又は252を印刷し、切断線154(155)又は254(255)に沿って切断することで、図6等で示したb/aの比が大きいコイル導体層を形成することができる。その結果、積層コイル部品の直流抵抗Rdcを低くすることができる。
図12では、各切断線154に沿うように、1回の切断によってマザー積層体を分割しているが、例えば、図13に示す切断線254に沿うように、2回の切断によってマザー積層体を分割してもよい。同様に、図12では、各切断線155に沿うように、1回の切断によってマザー積層体を分割しているが、例えば、図13に示す切断線255に沿うように、2回の切断によってマザー積層体を分割してもよい。各切断線154に沿う切断回数は、各切断線155に沿う切断回数と同じであってもよいし、異なっていてもよい。切断回数を少なくし、材料の無駄も減らす観点からは、各切断線154及び各切断線155に沿って、いずれも1回の切断によってマザー積層体を分割することが好ましい。
また、隣り合う積層体でコイル導体層同士が連続するコイル導体層パターンの断面形状として、図12では、1つの台形である例を示しているが、2つの台形が接しているか、又は、2つの台形が重なっているような断面形状であってもよい。
図13では、各切断線254に沿うように、2回の切断によってマザー積層体を分割しているが、例えば、図13に示す切断線254間のブレード幅を有するダイサー等を用いて、1回の切断によってマザー積層体を分割してもよい。同様に、図13では、各切断線255に沿うように、2回の切断によってマザー積層体を分割しているが、例えば、図13に示す切断線255間のブレード幅を有するダイサー等を用いて、1回の切断によってマザー積層体を分割してもよい。各切断線254に沿う切断回数は、各切断線255に沿う切断回数と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
マザー積層体を切断した後、絶縁材料を用いて、コイル導体層が露出した積層体の切断面にサイドマージン部を形成する。サイドマージン部は、例えば、絶縁性シートを貼り付けるか、又は、絶縁性ペーストを塗布することによって形成することができる。
例えば、コイル導体層が露出した積層体の切断面に接着剤を塗布した後、切断面を加温した磁性体シートに押さえ付け、切断面の周囲に沿って磁性体シートを切断することで、サイドマージン部を形成する。
絶縁性シート又は絶縁性ペーストに含まれる絶縁材料は、絶縁層を構成する材料と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
続いて、サイドマージン部が形成された積層体を焼成することによって、素子本体が得られる。焼成温度は、積層体に含まれるセラミック材料や金属材料にもよるが、例えば860℃以上、920℃以下である。
焼成後の素子本体に対してバレル研磨を施し、素子本体の角部や稜線部に丸みを付けることが好ましい。
素子本体の外表面に、コイルと電気的に接続された第1の外部電極及び第2の外部電極を形成する。
例えば、素子本体の端面にAgとガラスを含んだ導電性ペーストを塗布し、焼き付けることで下地電極を形成する。その後、電解めっきにより、下地電極の上にNi被膜、Sn被膜を順次形成することにより外部電極が形成される。
以上より、図2に示す素子本体を備える積層コイル部品が得られる。
図14は、図1に示す積層コイル部品を構成する素子本体の別の一例を模式的に示す斜視図である。
図4に示す素子本体10Aは、図2に示す素子本体10と同様、長さ方向(L方向)に相対する第1の端面11及び第2の端面12と、幅方向(W方向)に相対する第1の側面13及び第2の側面14と、高さ方向(T方向)に相対する第1の主面15及び第2の主面16とを有する。素子本体10Aは、角部及び稜線部に丸みが付けられていることが好ましい。
図15は、図14に示す素子本体を作製するために準備される積層体の一例を模式的に示す斜視図である。
図14に示す素子本体10Aは、図15に示す積層体30Aの長さ方向(L方向)に相対する第1の端面31及び第2の端面32にサイドマージン部41及び42をそれぞれ形成し、さらに、積層体30Aの幅方向(W方向)に相対する第1の側面33及び第2の側面34にサイドマージン部43及び44をそれぞれ形成したものを焼成することにより得られる。
なお、図14に示す素子本体10Aにおいては、図2に示す素子本体10と同様、積層体30Aに由来する部分とサイドマージン部41〜44の各々との境界が明瞭に現れなくてもよい。
図16は、図15に示す積層体の分解斜視図である。
図16に示すように、積層体30Aは、複数の絶縁層51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h、51i、51j及び51kが高さ方向(T方向)に積層されて構成されている。
したがって、図1、図14、図15及び図16では、高さ方向(T方向)が積層方向である。
絶縁層51d、51e、51f、51g及び51hの主面上には、コイル導体層52a、52b、52c、52d及び52eがそれぞれ設けられている。コイル導体層52a〜52eは、角張ったU字型であり、3/4ターンの長さを有している。
さらに、絶縁層51d、51e、51f、51g及び51hには、積層方向(図16ではT方向)に貫通するように、ビア導体53d、53e、53f及び53gがそれぞれ設けられている。通常、絶縁層の主面上には、ビア導体と接続されるランドが設けられる。
以上のように、絶縁層51a〜51k間に設けられたコイル導体層52a〜52eと絶縁層51a〜51kを積層方向に貫通するビア導体53d〜53gとが接続されることにより、T方向に延在するコイル軸を有するコイルが構成される。
コイル導体層52a〜52eは、図15に示すように、積層体30Aの第1の端面31、第2の端面32、第1の側面33及び第2の側面34に露出する。
図14に示すように、積層体30Aの第1の端面31の一部を覆うようにサイドマージン部41が配置されるため、コイル導体層52aは、素子本体10Aの第1の端面11に露出し、図1に示す第1の外部電極21と接続される。また、積層体30Aの第2の端面32の一部を覆うようにサイドマージン部42が配置されるため、コイル導体層52eは、素子本体10Aの第2の端面12に露出し、図1に示す第2の外部電極22と接続される。したがって、第1の外部電極21及び第2の外部電極22は、それぞれコイルと電気的に接続される。
一方、積層体30Aの第1の側面33の全体を覆うようにサイドマージン部43が配置され、積層体30Aの第2の側面34の全体を覆うようにサイドマージン部44が配置されるため、コイル導体層52a〜52eは、素子本体10Aの第1の側面13及び第2の側面14には露出しない。
図14に示す素子本体10Aは、コイル導体層52aが第1の外部電極21と接続され、コイル導体層52eが第2の外部電極22と接続されることを除いて、図2に示す素子本体10と同じ構成を有している。
図17は、図14に示す素子本体のB−B線断面図である。すなわち、図17は、図14に示す素子本体のLT断面図である。
図5と同様、積層方向(T方向)に断面視したとき、素子本体10Aの外側を向いたコイル導体層52a〜52eの端面は、積層方向(T方向)に沿って直線状である。一方、素子本体10Aの内側を向いたコイル導体層52a〜52eの端面は、積層方向(T方向)に対して傾斜している。
素子本体の内側を向いたコイル導体層の端面は、図6に示したように、積層方向に対して傾斜していてもよいし、図7又は図8に示したように、積層方向に対して湾曲していてもよい。
図9に示したように、1層の絶縁層上に、2層のコイル導体層が重ねて設けられていてもよいし、それ以上のコイル導体層が重ねて設けられていてもよい。
図14に示す素子本体を備える積層コイル部品の製造方法は、ビア導体やサイドマージン部を形成する位置等が若干異なるものの、図2に示す素子本体を備える積層コイル部品の製造方法と同様であるため、詳細な説明は省略する。
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態に係る積層コイル部品では、積層方向が実装面に対して平行である。
図18は、本発明の第2実施形態に係る積層コイル部品の一例を模式的に示す斜視図である。
図18に示す積層コイル部品2は、素子本体110と、素子本体110の外表面に設けられた第1の外部電極21及び第2の外部電極22とを備えている。素子本体110の構成については後述するが、複数の絶縁層が積層されて構成されており、内部にコイルが埋設されている。
図18に示す積層コイル部品2及び素子本体110では、長さ方向、幅方向、高さ方向を、図18におけるL方向、W方向、T方向とする。ここで、長さ方向(L方向)と幅方向(W方向)と高さ方向(T方向)とは互いに直交する。
図19は、図18に示す積層コイル部品を構成する素子本体の一例を模式的に示す斜視図である。
図19に示すように、素子本体110は、直方体状又は略直方体状であり、長さ方向(L方向)に相対する第1の端面11及び第2の端面12と、幅方向(W方向)に相対する第1の側面13及び第2の側面14と、高さ方向(T方向)に相対する第1の主面15及び第2の主面16とを有する。素子本体110は、角部及び稜線部に丸みが付けられていることが好ましい。
図18では、第1の外部電極21は、素子本体110の第1の端面11の全体を覆うとともに、素子本体110の第1の側面13及び第2の側面14並びに第1の主面15及び第2の主面16の一部を覆っている。第2の外部電極22は、素子本体110の第2の端面12の全体を覆うとともに、素子本体110の第1の側面13及び第2の側面14並びに第1の主面15及び第2の主面16の一部を覆っている。
図20は、図19に示す素子本体を作製するために準備される積層体の一例を模式的に示す斜視図である。
後述するように、図19に示す素子本体110は、図20に示す積層体130の幅方向(W方向)に相対する第1の側面33及び第2の側面34にサイドマージン部43及び44をそれぞれ形成し、さらに、積層体130の高さ方向(T方向)に相対する第1の主面35及び第2の主面36にサイドマージン部45及び46をそれぞれ形成したものを焼成することにより得られる。
なお、図19に示す素子本体110においては、説明の便宜のために、積層体130に由来する部分とサイドマージン部43〜46の各々との境界が明瞭に図示されているが、このような境界は明瞭に現れなくてもよい。
図21は、図20に示す積層体の分解斜視図である。
図21に示すように、積層体130は、複数の絶縁層551a、551b、551c、551d、551e、551f、551g、551h、551i、551j及び551kが長さ方向(L方向)に積層されて構成されている。
したがって、図18、図19、図20及び図21では、長さ方向(L方向)が積層方向である。
絶縁層551d、551e、551f、551g及び551hの主面上には、コイル導体層552a、552b、552c、552d及び552eがそれぞれ設けられている。コイル導体層552a〜552eは、角張ったU字型であり、3/4ターンの長さを有している。
さらに、絶縁層551a、551b、551c、551d、551e、551f、551g、551h、551i、551j及び551kには、積層方向(図21ではL方向)に貫通するように、ビア導体553a、553b、553c、553d、553e、553f、553g、553h、553i、553j及び553kがそれぞれ設けられている。通常、絶縁層の主面上には、ビア導体と接続されるランドが設けられる。
以上のように、絶縁層551a〜551k間に設けられたコイル導体層552a〜552eと絶縁層551a〜551kを積層方向に貫通するビア導体553a〜553kとが接続されることにより、L方向に延在するコイル軸を有するコイルが構成される。
コイル導体層552a〜552eは、図20に示すように、積層体130の第1の側面33、第2の側面34、第1の主面35及び第2の主面36に露出する。
図19に示すように、積層体130の第1の側面33の全体を覆うようにサイドマージン部43が配置され、積層体130の第2の側面34の全体を覆うようにサイドマージン部44が配置されるため、コイル導体層552a〜552eは、素子本体110の第1の側面13及び第2の側面14には露出しない。同様に、積層体130の第1の主面35の全体を覆うようにサイドマージン部45が配置され、積層体130の第2の主面36の全体を覆うようにサイドマージン部46が配置されるため、コイル導体層552a〜552eは、素子本体110の第1の主面15及び第2の主面16には露出しない。
ビア導体553aは、図20に示すように、積層体130の第1の端面31に露出する。図19に示すように、サイドマージン部44及び45が配置されても、ビア導体553aは、素子本体110の第1の端面11に露出し、図18に示す第1の外部電極21と接続される。同様に、ビア導体553kは、図20に示すように、積層体130の第2の端面32に露出する。図19に示すように、サイドマージン部44及び46が配置されても、ビア導体553kは、素子本体110の第2の端面12に露出し、図18に示す第2の外部電極22と接続される。したがって、第1の外部電極21及び第2の外部電極22は、それぞれコイルと電気的に接続される。
図18に示す積層コイル部品2を基板上に実装する場合には、素子本体110の第1の主面15又は第2の主面16が実装面となる。したがって、図18に示す積層コイル部品2では、積層方向(図18ではL方向)が実装面に対して平行である。
図22は、図19に示す素子本体のC−C線断面図である。すなわち、図22は、図19に示す素子本体のLT断面図である。
図22に示すように、積層方向(L方向)に断面視したとき、素子本体110の外側を向いたコイル導体層552a〜552eの端面は、積層方向(L方向)に沿って直線状である。一方、素子本体110の内側を向いたコイル導体層552a〜552eの端面は、積層方向(L方向)に対して傾斜している。
図23は、図18に示す積層コイル部品を構成する素子本体の別の一例を模式的に示す斜視図である。
図23に示す素子本体110Aは、図19に示す素子本体110と同様、長さ方向(L方向)に相対する第1の端面11及び第2の端面12と、幅方向(W方向)に相対する第1の側面13及び第2の側面14と、高さ方向(T方向)に相対する第1の主面15及び第2の主面16とを有する。素子本体110Aは、角部及び稜線部に丸みが付けられていることが好ましい。
図24は、図23に示す素子本体を作製するために準備される積層体の一例を模式的に示す斜視図である。
図23に示す素子本体110Aは、図24に示す積層体130Aの幅方向(W方向)に相対する第1の側面33及び第2の側面34にサイドマージン部43及び44をそれぞれ形成し、さらに、積層体130Aの高さ方向(T方向)に相対する第1の主面35及び第2の主面36にサイドマージン部45及び46をそれぞれ形成したものを焼成することにより得られる。
なお、図23に示す素子本体110Aにおいては、図19に示す素子本体110と同様、積層体130Aに由来する部分とサイドマージン部43〜46の各々との境界が明瞭に現れなくてもよい。
図25は、図24に示す積層体の分解斜視図である。
図25に示すように、積層体130Aは、複数の絶縁層551a、551b、551c、551d、551e、551f、551g、551h、551i、551j及び551kが長さ方向(L方向)に積層されて構成されている。
したがって、図18、図23、図24及び図25では、長さ方向(L方向)が積層方向である。
絶縁層551d、551e、551f、551g及び551hの主面上には、コイル導体層552a、552b、552c、552d及び552eがそれぞれ設けられている。コイル導体層552a〜552eは、角張ったU字型であり、3/4ターンの長さを有している。
さらに、絶縁層551d、551e、551f、551g及び551hには、積層方向(図25ではL方向)に貫通するように、ビア導体553d、553e、553f及び553gがそれぞれ設けられている。通常、絶縁層の主面上には、ビア導体と接続されるランドが設けられる。
以上のように、絶縁層551a〜551k間に設けられたコイル導体層552a〜552eと絶縁層551a〜551kを積層方向に貫通するビア導体553d〜553gとが接続されることにより、L方向に延在するコイル軸を有するコイルが構成される。
コイル導体層552a〜552eは、図24に示すように、積層体130Aの第1の側面33、第2の側面34、第1の主面35及び第2の主面36に露出する。
図23に示すように、積層体130Aの第1の主面35の一部を覆うようにサイドマージン部45が配置されるため、コイル導体層552aは、素子本体110Aの第1の主面15に露出し、図18に示す第1の外部電極21と接続される。また、積層体130Aの第2の主面36の一部を覆うようにサイドマージン部46が配置されるため、コイル導体層552eは、素子本体110Aの第2の主面16に露出し、図18に示す第2の外部電極22と接続される。したがって、第1の外部電極21及び第2の外部電極22は、それぞれコイルと電気的に接続される。
一方、積層体130Aの第1の側面33の全体を覆うようにサイドマージン部43が配置され、積層体130Aの第2の側面34の全体を覆うようにサイドマージン部44が配置されるため、コイル導体層552a〜552eは、素子本体110Aの第1の側面13及び第2の側面14には露出しない。
図23に示す素子本体110Aは、コイル導体層552aが第1の外部電極21と接続され、コイル導体層552eが第2の外部電極22と接続されることを除いて、図19に示す素子本体110と同じ構成を有している。
図26は、図23に示す素子本体のD−D線断面図である。すなわち、図26は、図23に示す素子本体のLT断面図である。
図22と同様、積層方向(L方向)に断面視したとき、素子本体110Aの外側を向いたコイル導体層552a〜552eの端面は、積層方向(L方向)に沿って直線状である。一方、素子本体110Aの内側を向いたコイル導体層552a〜552eの端面は、積層方向(L方向)に対して傾斜している。
本発明の第2実施形態に係る積層コイル部品においては、本発明の第1実施形態に係る積層コイル部品と同様、積層方向に断面視したとき、素子本体の外側を向いたコイル導体層の端面が積層方向に沿って直線状であり、素子本体の内側を向いたコイル導体層の端面が積層方向に対して傾斜又は湾曲していることを特徴としている。
本発明の第2実施形態に係る積層コイル部品においては、積層方向が実装面に対して平行であることを除いて、本発明の第1実施形態に係る積層コイル部品と同じ構成を有している。
本発明の第2実施形態に係る積層コイル部品において、素子本体の内側を向いたコイル導体層の端面は、積層方向に対して傾斜していてもよいし、積層方向に対して湾曲していてもよい。
本発明の第2実施形態に係る積層コイル部品において、コイル導体層1層の、絶縁層の主面方向における最大幅をa、積層方向における最大厚みをbとしたとき、b/aの比は、0.5以上、2.0以下であることが好ましく、0.8以上、2.0以下であることがより好ましい。
本発明の第2実施形態に係る積層コイル部品において、コイル導体層1層の、積層方向における最大厚みは、25μm以上、100μm以下であることが好ましく、40μm以上、100μm以下であることがより好ましい。
本発明の第2実施形態に係る積層コイル部品において、コイル導体層1層の、絶縁層の主面方向における最大幅は、12.5μm以上、200μm以下であることが好ましく、20μm以上、100μm以下であることがより好ましい。
本発明の第2実施形態に係る積層コイル部品において、素子本体の外側を向いた複数のコイル導体層の端面と素子本体の外表面との間のサイドマージン部の厚み(図22中、Xで示す長さ)は、5μm以上、20μm以下であることが好ましい。
本発明の第2実施形態に係る積層コイル部品においては、1層の絶縁層上に、2層以上のコイル導体層が重ねて設けられていてもよい。
本発明の第2実施形態に係る積層コイル部品の製造方法は、絶縁層の形状や外部電極を形成する位置等が若干異なるものの、本発明の第1実施形態に係る積層コイル部品の製造方法と同様であるため、詳細な説明は省略する。
例えば、図19に示す素子本体を備える積層コイル部品は、図2に示す素子本体を備える積層コイル部品と同様の方法により製造することができ、図23に示す素子本体を備える積層コイル部品は、図14に示す素子本体を備える積層コイル部品と同様の方法により製造することができる。
[その他の実施形態]
本発明の積層コイル部品は、上記実施形態に限定されるものではなく、積層コイル部品の構成、製造条件等に関し、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
例えば、絶縁層の層数、形状及び材料、コイル導体層の長さ、形状及び材料、ビア導体の数、位置、形状及び材料、コイルの構成、外部電極の形状及び材料、外部電極の形成方法、コイルと外部電極との接続方法等は特に限定されるものではない。例えば、コイル導体層の長さは、3/4ターンに限定されず、1/2ターン等であってもよい。コイル導体層の形状は、角張っていてもよいし、丸みを帯びていてもよい。また、コイルは、複数のコイル導体層とビア導体とが接続されることにより構成されていなくてもよく、例えば、1層のコイル導体層により構成されていてもよい。
本発明の積層コイル部品において、外部電極の形成方法は、素子本体に埋め込まれた電極導体層を切断により露出させ、めっき加工を施す方法であってもよい。
本発明の積層コイル部品において、絶縁層を構成する材料としては、例えば、ガラス材料、フェライト材料などの無機材料、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、ポリマー樹脂などの有機材料、ガラスエポキシ樹脂などの複合材料などが挙げられる。
積層方向が実装面に対して平行である場合、積層方向はL方向であってもよいし、W方向であってもよい。
これまでの実施形態では、絶縁層となるべき絶縁シートを用いて、コイル導体層パターンが形成された絶縁シートを積層していくシート積層法により積層コイル部品を製造する方法について説明したが、本発明においては、絶縁性ペーストの印刷と導電性ペーストの印刷を繰り返して、絶縁層及びコイル導体層パターンを順次形成していく印刷積層法により積層コイル部品を製造してもよい。また、フォトリソグラフィ法により積層コイル部品を製造してもよい。
1,2 積層コイル部品
10,10´,10A,110,110A 素子本体
11 素子本体の第1の端面
12 素子本体の第2の端面
13 素子本体の第1の側面
14 素子本体の第2の側面
15 素子本体の第1の主面
16 素子本体の第2の主面
21 第1の外部電極
22 第2の外部電極
30,30A,130,130A 積層体
31 積層体の第1の端面
32 積層体の第2の端面
33 積層体の第1の側面
34 積層体の第2の側面
35 積層体の第1の主面
36 積層体の第2の主面
41,42,43,44,45,46 サイドマージン部
51,51a,51b,51c,51d,51e,51f,51g,51h,51i,51j,51k,551a,551b,551c,551d,551e,551f,551g,551h,551i,551j,551k 絶縁層
52a,52b,52c,52d,52e,52x,52y,52z,552a,552b,552c,552d,552e コイル導体層
53a,53b,53c,53d,53e,53f,53g,53h,53i,53j,53k,553a,553b,553c,553d,553e,553f,553g,553h,553i,553j,553k ビア導体
151a,151b,151c,151d,151e,151f,151g,151h,151i,151j,151k,251a,251b,251c,251d,251e,251f,251g,251h,251i,251j,251k 絶縁シート
152a,152b,152c,152d,152e,152,252a,252b,252c,252d,252e,252 コイル導体層パターン
154,155,254,255 切断線
a コイル導体層1層の最大幅
b コイル導体層1層の最大厚み
X サイドマージン部の厚み

Claims (10)

  1. 複数の絶縁層が積層されて構成されている素子本体と、
    前記素子本体の内部に埋設されたコイルであって、前記絶縁層間に設けられたコイル導体層により構成されているコイルと、
    前記素子本体の外表面に設けられ、前記コイルと電気的に接続された第1の外部電極及び第2の外部電極と、を備える積層コイル部品であって、
    前記積層方向に断面視したとき、前記素子本体の外側を向いた前記コイル導体層の端面が前記積層方向に沿って直線状であり、前記素子本体の内側を向いた前記コイル導体層の端面が前記積層方向に対して傾斜又は湾曲している、積層コイル部品。
  2. 前記コイル導体層1層の、前記絶縁層の主面方向における最大幅をa、前記積層方向における最大厚みをbとしたとき、b/aの比が0.5以上、2.0以下である、請求項1に記載の積層コイル部品。
  3. 前記コイル導体層1層の前記積層方向における最大厚みが25μm以上、100μm以下である、請求項1又は2に記載の積層コイル部品。
  4. 1層の前記絶縁層上に、2層以上の前記コイル導体層が重ねて設けられている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層コイル部品。
  5. 前記素子本体の外側を向いた前記複数のコイル導体層の端面と前記素子本体の外表面との間のサイドマージン部の厚みが5μm以上、20μm以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の積層コイル部品。
  6. 前記積層方向が実装面に対して直交している、請求項1〜5のいずれか1項に記載の積層コイル部品。
  7. 前記積層方向が実装面に対して平行である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の積層コイル部品。
  8. 積層された複数の絶縁層と、前記絶縁層間に設けられたコイル導体層パターンとを含む、マザー積層体を作製する工程と、
    前記マザー積層体を切断することによって、積層された複数の絶縁層間に設けられたコイル導体層によりコイルが構成され、かつ、切断により現れた切断面に前記コイル導体層が露出した、未焼成の状態にある複数の積層体に分割する工程と、
    絶縁材料を用いて、前記コイル導体層が露出した前記積層体の前記切断面にサイドマージン部を形成する工程と、
    前記サイドマージン部が形成された積層体を焼成する工程と、を備える、積層コイル部品の製造方法。
  9. 前記コイル導体層パターンは、隣り合う前記積層体で前記コイル導体層同士が連続するように前記絶縁層上に設けられる、請求項8に記載の積層コイル部品の製造方法。
  10. 前記コイル導体層パターンは、隣り合う前記積層体で前記コイル導体層同士が離間するように前記絶縁層上に設けられる、請求項8に記載の積層コイル部品の製造方法。
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